基于TCP/AQM的离散滑模控制器设计

基于网络拥塞控制有效的主动队列管理算法(AQM),设计了一种鲁棒的离散滑模控制器(DSMC).针对实际网络中离散化的采样系统和定期更新等运行特点,将TCP动态拥塞窗口模型离散化,考虑该模型存在的网络延迟及流量扰动等参数不确定等特点,采用鲁棒性较好的滑模控制器.在控制器的设计中,构造了包含起始点滑模面,缩短到达时间;假设不确定扰动的最大上界,采用等效控制设计控制律;然后给出了系统的稳定性分析.仿真结果表明该控制器能够获得较快的响应速度和稳定的队列长度,在网络参数变化时仍能获得很好的鲁棒性.     

线性离散时滞系统的鲁棒稳定性分析

依据稳定性理论和矩阵范数理论推导了线性离散时滞系统鲁棒稳定的充分条件,在此基础上得到了不确定时滞离散系统扰动矩阵的范数界,根据不确定离散系统的鲁棒D-稳定的定义,给出了确保不确定离散时滞系统所有极点均位于给定圆形区域系统扰动矩阵的范数界,这些条件形式简单,易于实现,是用于初步检验系统稳定性的有用工具.     

一种带预处理的离散系数滤波器设计方法

提出了一种带预处理的离散系数滤波器设计方法。该方法基于离散系数滤波器设计问题的{-1,1}二次规划模型,利用{-1,1}二次规划的全局最优性条件,提出了一种最优解元素的判断准则,得到了一个规模较小的离散系数滤波器设计问题。结合随机扰动方法,得到了求解离散系数滤波器设计问题的一种带预处理的随机扰动算法。与随机扰动方法相比,带预处理的随机扰动方法得到的次优解的性能更好,需要的时间也大大减少。     

参数不确定性系统的鲁棒控制器数字化再设计研究

针对一类参数不确定性系统离散控制器设计问题,给出其近似离散化模型的推导过程,将采样周期作为系统参数,保证扰动和参数变化下系统模型的相容性性质。利用数字化再设计方法,把离散控制器和连续控制器的全局状态匹配转换为凸优化问题,与控制器鲁棒稳定性条件统一到线性矩阵不等式框架下进行数值求解。仿真实例验证了所提方法的有效性,表明所设计的鲁棒控制器性能优于采用常规离散化方法所设计的控制器。     

成本与需求同时扰动下竞争型闭环供应链的生产与协调决策

在成本和需求同时扰动下,研究了1个制造商和2个竞争零售商组成的闭环供应链系统中的最优生产决策与协调机制设计问题。研究发现:产量和回收率对成本和需求的扰动都具有鲁棒性;销售价格对成本的扰动也具有鲁棒性,但对需求的扰动不具有鲁棒性,随着需求的增加而增加;当面临较大有利影响的扰动时,集中决策者、制造商和零售商都愿意改变原有决策;当面临较大不利影响的扰动时,集中决策者和制造商也愿意改变决策,但零售商更希望保持原有决策;相对于成本扰动而言,需求扰动对最优决策的影响更大。数量折扣契约可以协调扰动前后的闭环供应链,但当存在较大不利影响的扰动时,制造商给予零售商的数量折扣率将减少。     

基于负载扰动解耦的磁浮列车非线性控制器设计

悬浮系统控制技术是磁浮列车的关键技术之一.首先建立悬浮系统的非线性模型.针对磁浮列车模型参数变化主要来自负载扰动,结合非线性系统解耦控制方法,设计一种基于负载扰动解耦的非线性控制器,并根据控制器的要求设计了质量观测器,实现控制器的输出与负载扰动解耦.仿真结果表明,解耦控制器能够消除了负载扰动对悬浮系统的影响,具有很好的适应性和鲁棒性.     

具有时变扰动不确定系统的对偶自适应控制

对一类具有参数不确定性以及时变外部输入扰动的线性系统的控制方法进行了研究 :(1)提出了一种系统参数和扰动的联合辨识实时辨识方法 ,即在不需预先知道扰动模型的情况下 ,同时估计被控对象参数与外部输入扰动 ,并根据辨识结果对输入扰动进行实时补偿 ;(2 )设计了一对偶自适应控制器 ,该控制器具有控制与学习的双重作用 ,能够克服系统参数不确定性影响 ,且防止了传统自适应系统可能有的“关断” ,“终止”和“猝发”等不良现象 ,从而增强了自适应控制系统的鲁棒性。最后通过仿真例子验证了算法的有效性。     

#br# 分数阶反向累加离散灰色模型及其应用研究

为了减小离散灰色预测模型解的扰动界,增加模型的解的稳定性,并且充分利用系统的新信息,提出了分数阶反向累加离散灰色模型。通过数学推导,给出了模型具体的计算公式,并计算了其扰动界。通过比较一阶反向累加离散灰色模型和分数阶反向累加离散灰色模型扰动界的大小,证明了分数阶反向累加离散灰色模型的优越性。最后,将其应用在某型号武器系统的储存可靠性的预测中,计算结果优于传统灰色预测模型,预测精度有了大幅度提高,从而拓展了灰色预测模型的理论研究和实际应用范围。     

离散模型参考变结构控制算法

针对离散时间系统的变结构控制问题,对常规离散变结构抖动产生原因进行分析,给出了改进的离散趋近律和滑动平面的选择方法,消除了抖振,缩短了趋近时间;提出了离散模型参考变结构控制算法,提高了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该方法是可行的,减小了系统的抖动,并就保证了系统的稳定性.     

装配型拉动生产系统离散事件模型及扰动分析

以柔性联接装配型拉动生产系统为对象，应用极大代数法，建立了柔性联接装配型拉动生产系统的离散事件模型；并进行了系统有限扰动分析，扰动分析证明装配型拉动生产系统能有效降低库存．     

Finite-Time Synchronization for a Class of Dynamical Complex Networks with Nonidentical Nodes and Uncertain Disturbance

This paper investigates the finite-time synchronization for a class of linearly coupled dynamical complex networks with both nonidentical nodes and uncertain disturbance. A set of controllers are designed such that the considered system can be finite-timely synchronized onto the target node.Based on the stability of the error equation, the Lyapunov function method and the linear matrix inequality technique, several sufficient conditions are derived to ensure the finite-time synchronization,and applied to the case of identical nodes and the one without uncertain disturbance. Also the adaptive finite-time synchronization is discussed. A numerical example is given to show the effectiveness of the main results obtained.     

Robust fault diagnosis with disturbance rejection and attenuation for systems with multiple disturbances

The fault diagnosis problem is investigated for a class of nonlinear neutral systems with multiple disturbances.Time-varying faults are considered and multiple disturbances are supposed to include the unknown disturbance modeled by an exo-system and norm bounded uncertain disturbance.A nonlinear disturbance observer is designed to estimate the modeled disturbance.Then,the fault diagnosis observer is constructed by integrating disturbance observer with disturbance attenuation and rejection performances.The augmented Lyapunov functional approach,which involves the tuning parameter and slack variable,is applied to make the solution of inequality more flexible.Finally,applications for a two-link robotic manipulator system are given to show the efficiency of the proposed approach.     

Disturbance Attenuation State-Feedback Control for Uncertain Interconnected Systems

This paper studies the problem of robust H∞ control design for a class of uncertain interconnected systems via state feedback. This class of systems are described by a state space model, which contains unknown nonlinear interaction and time-varying norm-bounded parametric uncertainties in state equation. Using the Riccati-equation-based approach we design state feedback control laws, which guarantee the decentralized stability with disturbance attenuation for the interconnected uncertain systems. A simple example of an interconnected uncertain linear system is presented to illustrate the results.     

永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真

设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非残性速度控制器，采用二阶滤波环节平滑速度指令．在设计非线性速度控制器的同时，进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型．仿真结果表明，所设计的非线性控制器保证了系统的全局一致稳定性，永磁同步电动机伺服系统获得了很好的跟踪效果，并且对参数不确定性及负载力矩扰动具有很好的鲁棒性。     

Observer design for matrix second order linear systems with uncertain disturbance input-a parametric approach

1. INTRODUCTION Matrix second-order linear (MSOL) systems capture the dynamic behavior of many natural phenomena and have wide applications in several fields, such as vibration and structural analysis, spacecraft control and robotics control thus, they have attracted consider- able attention[1~10]. In Ref. [3], the controllability and observability theory of MSOL systems was studied directly in the matrix second-order framework. One type of observers for MSOL systems was proposed in …     

基于观测器的一类不确定非线性系统自适应输出反馈控制

针对一类不确定非线性系统,基于非线性状态观测器采用回馈递推(Backstepping)设计方法提出了一种鲁棒自适应L2增益控制方案。该控制方案首先对系统的不可观测状态设计非线性状态观测器,在此基础上通过多步递推得到系统的控制律并设计了未知干扰的参数自适应律,使系统具有L2增益性能。同时把采用常规设计方法需要对过多参数进行辨识问题简化为只需对与未知干扰个数相同的参数进行辨识的问题,简化了控制器结构。最后通过仿真算例验证了所设计控制方案的有效性。     

Adaptive Robust Dead-Zone Compensation Control of Electro-Hydraulic Servo Systems with Load Disturbance Rejection

A backstepping method based adaptive robust dead-zone compensation controller is proposed for the electro-hydraulic servo systems(EHSSs) with unknown dead-zone and uncertain system parameters.Variable load is seen as a sum of a constant and a variable part.The constant part is regarded as a parameter of the system to be estimated real time.The variable part together with the friction are seen as disturbance so that a robust term in the controller can be adopted to reject them.Compared with the traditional dead-zone compensation method,a dead-zone compensator is incorporated in the EHSS without constructing a dead-zone inverse.Combining backstepping method,an adaptive robust controller(ARC) with dead-zone compensation is formed.An easy-to-use ARC tuning method is also proposed after a further analysis of the ARC structure.Simulations show that the proposed method has a splendid tracking performance,all the uncertain parameters can be estimated,and the disturbance has been rejected while the dead-zone term is well estimated and compensated.     

基于模糊干扰观测器的轨迹线性化控制研究

针对一类非线性不确定系统,基于轨迹线性化控制(TLC)方法及模糊干扰观测器(FDO)技术研究了一种新的非线性控制结构。利用模糊系统具有以任意精度逼近非线性函数的能力设计FDO对未知干扰和不确定进行估计,并通过鲁棒控制项来提高系统的性能。采用Lyapunov方法,证明了跟踪误差和干扰观测误差一致最终有界。最后利用提出的控制方案针对数值算例进行了仿真验证,仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性。     

考虑滞回非线性的飞行姿态backstepping全局滑模控制

针对存在不确定性和滞回非线性的三代战机姿态稳定控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的backstepping全局滑模控制策略。利用非线性干扰观测器对系统不确定性和滞回非线性部分进行观测补偿,取消了不确定项变化缓慢的限制条件。借鉴动态面控制思想,引入一阶滤波器降低了backstepping控制器的复杂程度。利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真结果表明了该控制方案对不确定干扰的有效抑制和闭环系统良好的跟踪性能。     

基于干扰观测器的导引头稳定平台滑模控制

针对导引头稳定平台存在不确定弹体速度干扰以及非线性摩擦干扰的问题,结合滑模控制和非线性干扰观测器理论,提出一种基于非线性干扰观测器的二阶滑模控制方法。针对系统模型中的多个不确定干扰项,首先,采用新型微分跟踪器对状态量的导数值进行估计,进而得到干扰项的估计值,通过坐标变换,将系统中的不确定项进行归一化处理,便于控制器设计;其次,基于新型微分跟踪器设计了新型非线性干扰观测器,以实现对归一化后系统干扰项的精确估计;最后,采用二阶滑模控制算法进行控制器设计。仿真实验证明,新型非线性干扰观测器精度高、响应快,基于干扰观测器的二阶滑模控制方法能够有效隔离弹体扰动与非线性摩擦对导引头稳定平台的干扰,提高了稳定平台的鲁棒性和跟踪精度。